Приложение А (справочное). Ограничение ширины спектра источника

Приложение А
(справочное)

Ограничение ширины спектра источника

А.1 Ограничение влияния хроматической дисперсии на значение DMD

Влияние погрешностей вносимых хроматической дисперсией на значение DMD должно быть менее 10%. Это требование может быть удовлетворено путем использования источника излучения с достаточно малой шириной спектра, позволяющей не учитывать хроматическую дисперсию, или точного определения формы спектра источника и расчета соответствующего значения .

Можно получить оценочное значение хроматической дисперсии D(), используя данные, указанные в А.2. В качестве альтернативы, можно использовать значение D(), полученное с использованием МЭК 60793-1-42 для конкретного типа испытуемого волокна. Требование к ширине спектра может быть удовлетворено путем использования источника с узким спектром или использования оптического фильтра на конце волокна со стороны источника или на конце волокна со стороны детектора.

Ниже приведено несколько примеров методов, удовлетворяющих требованию данного приложения.

А.1.1 Используют источник с достаточно узким спектром так, чтобы значение

(A.1)

было менее 10% измеренного значения DMD. Это накладывает ограничение на среднеквадратичное значение ширины спектра :

(A.2)

Здесь - это наименьшее определяемое значение DMD, D() - хроматическая дисперсия и L - длина образца. При типовом допущении, что задержки мод в волокне линейно пропорциональны длине волокна, данное ограничение не зависит от длины волокна.

Используют в 6.1 и для расчета значения DMD.

Пример - Значения DMD 100 пс получают при проведении испытания на длинах волокон 0,5 км при длине волны 850 нм. Из таблицы А.1 значение D() при 850 нм равно 107 . Подставляя данную информацию в уравнение (А.2), среднеквадратичная ширина спектра должна быть ( пс)/(107  км) = 0,056 нм. Тот же источник света работал бы для испытуемого волокна длиной 10 км со значениями DMD 2000 нс.

А.1.2 Используют источник с достаточно малой шириной спектра, не учитывающий , при условии, что значение измененяет# менее чем на 10%. Это накладывает ограничение на среднеквадратичное значение ширины спектра :

.

(A.3)

Используют в 6.1 и для расчета значения DMD.

В данном случае отсутствует четко выраженная зависимость ширины спектра источника от измеряемого значения DMD. Вместо этого минимальное значение DMD, которое можно измерить, задается непосредственно .

Заметим, что существует четко выраженная зависимость максимально допустимого значения ширины спектра от длины образца. При неизменной ширине спектра хроматическое расширение станет слишком большим для того, чтобы его можно было игнорировать при длине образца больше определенного значения.

Пример - Специальный лазерный источник и оптический детектор, имеющий значение - 60 пс используются для проведения измерений на образцах длиной 0,5 км при 850 нм. Подставляя данную информацию в уравнение (А.3), среднеквадратичная ширина спектра должна быть ( пс)/(107  км) = 0,15 нм.

А.1.3 Рассчитывают соответствующее значение для используемого источника. - полная ширина по уровню 25% каждой моды на выходе испытуемого волокна. Для почти Гауссовского импульса и форм спектра используют следующую формулу:

.

(А.4)

В данном случае верхняя граница ширины спектра источника косвенно устанавливает, в соответствии с требованием в 7.1, минимальное значение DMD, указываемое в отчете по измерению, равным 0,9().

Если источник имеет многократные спектральные пики или, другими словами, является в достаточной степени не Гауссовским, данная формула может быть неточной. Если уравнение А.4 используется для расчета значения , то погрешность, вводимая в расчет DMD, должна быть меньше 10%.

А.2 Хроматическая дисперсия в многомодовых волокнах

Данные в таблице А.1 представляют наибольшие ожидаемые значения дисперсии для любых коммерчески доступных волокон категории А1 на основе номинальных характеристик дисперсии и числовой апертуры (NA). Для значений длин волн, меньших 1200 нм, дисперсия принимает наибольшее значение, если волокно имеет максимальное значение (0,29 NA волокна). Для значений длин волн, больших 1400 нм, дисперсия принимает наибольшее значение, если волокно имеет минимальное значение (0,20 NA волокна). Здесь - значение длины волны при нулевой дисперсии. Таблицу А.1 не используют для значений длин волн между 1200 нм и 1400 нм. Вместо этого используют D = 16,6 .

Таблица А.1 - Наибольшие ожидаемые значения дисперсии для имеющихся в свободной продаже волокон категории А1

Длина волны , нм	Дисперсия D,	Длина волны , нм	Дисперсия D,	Длина волны , нм	Дисперсия D,
780	146
790	140
800	133	1000	54,2	1400	8,28
810	128	1010	51,8	1410	9,08
820	122	1020	49,2	1420	9,85
830	117	1030	46,9	1430	10,6
840	112	1040	44,7	1440	11,4
850	107	1050	42,5	1450	12,1
860	102	1060	40,3	1460	12,8
870	98,0	1070	38,2	1470	13,5
880	93,7	1080	36,2	1480	14,2
890	89,7	1090	34,3	1490	14,9
900	85,7	1100	32,4	1500	15,6
910	82,1	1110	30,6	1510	16,2
920	78,4	1120	28,9	1520	16,9
930	75,0	1130	27,2	1530	17,5
940	71,6	1140	25,5	1540	18,1
950	68,6	1150	23,9	1550	18,8
960	65,5	1160	22,4	1560	19,4
970	62,5	1170	20,8	1570	20,0
980	59,6	1180	19,4	1580	20,6
990	57,0	1190	17,9	1590	21,1
				1600	21,7
Допущения: - для < 1200 нм: = 0,09562пс/( км); = 1344,5 нм для номинального многомодового волокна с 0,29 NA; - для > 1400 нм: = 0,101 пс/( км); = 1310 нм для номинального многомодового волокна с 0,20 NA, где характеризует кривизну кривой дисперсии для .